3GPP 38.885 V2X解决方案
作者：互联网
3GPP 38.885 V2X解决方案
大名鼎鼎的PC5接口是V2X的车与车之间的直连方案，最早起源于LTE-D2D，经过了漫长的发展过程，它和Uu，在3GPP23.303协议（Proximity-based services (ProSe)，Rel15）中，被规划成了这个样子：
ProSe Non-Roaming Reference Architecture
上面这个图，虽然严格来讲它是ProSe，但是其实它也是LTE-V2X的基本框架。
前几个月，3GPP 38.885（Study on NR Vehicle-to-Everything (V2X)），在这篇新发布的协议中，用了一整章的内容来描述NR中PC5的方案。
我们知道，在以往的V2X中，所有的信息都是通过广播包（broadcast）的形式来进行传播的，那么在NR 的38.885中，一个很重要的变化就是，sidelink（通常，我们使用sidelink这个词汇来描述PC5所承担的具体功能，简称SL）增加了单播（unitcast）和组播（groupcast）.
SL broadcast, groupcast, and unicast transmissions are supported for the in-coverage, out-of-coverage and partial-coverage scenarios.
是不是很激动?暗搓搓的期待下以后车与车之间也是可以说悄悄话的。
同时，协议也给出了sidelink Control plane和 User plane
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PC5 control plane protocol stack
PC5 user plane protocol stack.
在协议的第五章，对下面的每一层的功能都进行了详细的规范
PHY:物理层
MAC:介质访问控制层（提供广播包的过滤，逻辑信道优先级，传输优先级以及调度请求等）
RLC:无线链路层控制协议（对RLC SDUs进行分割和重组，以及丢弃）
PDCP:packet data convergence protocol（用于广播和群播的SL 数据包复制和重复 PDU 丢弃;基于定时器的SDU丢弃,用于广播、群播和单播。）
RRC:无线资源控制（UE间的信令交互）
SDAP：Service Data Adaptation Protocol（The SDAP sublayer does not apply to SL broadcast or groupcast.）
在通讯时，假设由上层协议来决定传播方式（单播、广播或组播），那么物理层就要知道一系列的信息，比如我来自哪儿（源ID），我要去哪儿（目标ID），以及重传信息等（HARQ process ID）
因为涉及到了单播和组播，所以就有传输稳定性的要求，sidelink也一如既往的考虑了HARQ的一系列问题，并在协议中进行了讨论。
5G的三大应用场景：
eMBB(enhanced Mobile Broadband),增强移动带宽
mMTC(massive Machine Type Communication),大规模物联网
URLLC（Ultra-Reliable and Low Latency Communications）,低时延高可靠连接
4G时代V2X已经实现了一部分基础的通信功能，随着5G的到来，3GPP针对V2X也提出了更高级的应用场景。在22.186和22.886协议中对5G下的应用场景由详细的描述。
对两份协议浓缩一下，5G时代对V2X的场景大概集中在以下四个方面：
-
Vehicle Platooning 车辆编队
-
Extended Sensors 扩展的传感器
-
Semi-automated or full-automated driving 先进驾驶辅助（半自动驾驶和全自动驾驶）
-
Remote Driving 远程驾驶
同时，随着5G的发展，在单独的网络环境下，存在以下三个场景。这三个场景主要讨论的是，只存在单一的5GC（5G核心网）或者EPC（4G核心网）时，LTE-V2X与5G NR的共存问题。
在LTE-V2X以及 5G NR中，PC5接口通常被称为sidelink，简称SL.
场景1：同时存在LTE sidelink和NR sidelink。 LTE sidelink和NR sidelink V2X通信都由一个gNB(5G 基站)提供控制和配置。在这个场景下，从接入网到核心网均采用5G。如fig. 1所示。
场景2：LTE sidelink和NR sidelink V2X通信都由一个ng-eNB提供控制和配置。（ng-eNB：为 4G 网络用户提供 NR 的用户平面和控制平面协议和功能。在这个场景下，接入网采用4G，但是核心网采用5G。）
场景3：LTE sidelink和NR sidelink 都由一个eNB提供V2X通信的控制和配置。
同样，场景4/5/6讨论了在复合网络场景下，LTE sidelink与NR sidelink的共存问题。
场景4：LTE Sidelink和NR Sidelink中的UE的V2X通信由Uu控制/配置，而该UE配置有NE-DC(NR-E-UTRA Dual Connectivity)；
场景5：LTE SL和NR SL中的UE V2X通信由Uu控制/配置，而UE在NGEN-DC（NG-RAN E-UTRA-NR Dual Connectivity）中配置；
场景6： LTE SL和NR SL中的UE V2X通信由UU控制/配置，而UE在EN-DC（E-UTRA-NR Dual Connectivity）中配置。
2. RAT和接口选择
RAT（Radio Access Technologies，无线接入技术）假设sidelink传输的候选RAT与上层服务类型相关。给定的V2X服务类型可与以下内容相关：1）仅LTE RAT，2）仅NR RAT，3）LTE或NR RAT，4）同时存在LTE和NR RAT。RAT选择由上层执行，仅适用于V2X sidelink广播传输。V2X sidelink单播和群播传输只能在NR上执行。
对于Uu/PC5接口选择，UE AS信号发送给上层UU/PC5可用性信息，上层UE选择无线接口。
对于Uu接口，通过UE是否被覆盖作为基准线，以确定V2X通信的Uu接口可用性/不可用性，它由UE实现。
3. LTE与NR共存问题
从UE的角度出发，研究了LTE和NR之间存在协调过程的场景中的共存性，并假设半双工约束；LTE和NR SL没有任何协调过程。
基于TDM或FDM的LTE和NR SLS解决方案是本研究的重点。TDM解决方案是指那些涉及重叠或同时涉及NR和LTE-V2X Sidelink传输的解决方案。FDM解决方案是指同时进行NR和LTE-V2X Sidelink传输的解决方案，并定义在两者之间共享总功率的解决方案。研究以下情况的解决方案：
-潜在的LTE V2X传输和NR V2X传输
-潜在LTE V2X传输和Nr V2X接收
-潜在LTE V2X接收和NR V2X传输
3.1 TDM solutions
在本节中，假定LTE和NR V2X SLS在一定程度上同步。需要在SLS之间进行子帧边界对齐，并且两个SLS都知道另一个SLS的时间资源索引，例如LTE SL上的DFN。可以有：
1.长期时间尺度协调，其中LTE和NR V2X在时间上的潜在传输是静态/准静态确定的；
2.短期时间尺度协调，其中LTE和Nr V2X的传输时间为每个RAT;
对于长期的时间尺度协调，从物理层的角度来看，通过（预先）配置在时间域中不重叠的资源池是可行的，不需要修改LTE规范。这可能会影响某些V2X应用程序的延迟、可靠性和数据速率要求。
对于短期的时间尺度协调，当两个RAT的SL传输重叠时，或者一个RAT的SL传输与另一个大RAT的接收重叠时，通过在每次发生时对其中一个RAT进行优先级排序，NR SL和LTE SL之间的共存是可行的。这就要求LTE和NR的流量负载处于或低于可接受的水平，并且需要在SLS之间的UE内进行信息交换。预计优先顺序的规范性工作将涵盖优先顺序的高级原则，而细节将留给使用单位执行。
3.2 FDM solutions
对于动态和半静态功率分配解决方案，为了物理层的目的，假设在带内情况下NR和LTE V2X SL之间同步。
对于带间FDM与PC的静态功率分配共存的情况，每个载波的最大值，不假设SLS之间的同步。在这些条件下，当两个RAT的SL传输重叠时，带间FDM共存是可行的。当一个SL的传输与另一个SL的接收重叠时，如果带间分离足够大，那么在上述条件下的带间FDM共存是可行的，但在其他情况下则不可行。
对于带间和带内FDM与动态功率共享共存的情况，假设NR和LTE传输在时间域中完全重叠，即NR传输跨越整个LTE-TTI，从而使传输的总功率恒定。此外，假设LTE和NR SLS之间存在子帧边界对齐，并且两个SLS都知道时间资源索引，例如LTE的DFN。在这些条件下，当两个RAT的SL传输重叠时，带间和带内FDM共存是可行的。预计优先顺序的规范性工作将涵盖优先顺序的高级原则，而细节将留给使用单位执行。
对于带间和带内FDM共存，当两个RAT的SL接受重叠时，共存是可行的，预计优先顺序的规范性工作将涵盖高级原则，而细节将留给UE实施。
4. 网络方案
4.1 V2X service authorization
遵循与LTE类似的原则， V2X服务授权信息将由5GC通过NG接口传输到NG-RAN节点，并由Xn在移动事件期间在NG-RAN节点之间提供。V2X服务授权信息是PC5 RAT特有的。跨RAT PC5控制授权信息（隐式或显式）也是必要的。
4.2 UE SL aggregate maximum bit rate
UE SL AMBR的分配遵循LTE中的类似原则，将由5GC通过NG接口传输到NG-RAN节点，并在移动事件期间由Xn接口在NG-RAN节点之间提供。
4.3 Impacts on the F1 interface
对F1接口的影响是，用于sidelink通信的资源池是在gNB-CU还是gNB-DU中配置的。对于资源分配模式1（动态情况），gNB-DU负责sidelink资源的调度。gNB-DU将V2X SL配置信息发送给GNB-CU，GNB CU使用它生成RRC消息并将其转发给UE。
4.4 Slicing aspects
NR V2X应支持使用与NG-RAN类似的切片.
5G作为通信技术的变革，必然会为自动驾驶提供更为良好的土壤环境。但是C-V2X发展到今天，很多技术都还只是露出了冰山一角，按照3GPP协议的话说，许多技术细节还需要FFS（For Further Study）.
对于自动驾驶演进历程来说，4G时代，LTE-V2X可以通过V2X来传递消息，碰撞预警，但是5G时代，视频以及大数据量的实时传输，对于自动驾驶来说就意义重大了。因此，5G时代的另一个重要应用就是——扩展传感器。
在对等网络的世界里，我贡献资源，我也从别人那里获取资源。我享受这个网络的福利，我也为这个网络做出基本的贡献。基于这个思想，3GPP 22.886也提出了一些有趣的应用。
**SSMS是指sensor and state map sharing.**它允许车辆之间共享原始或经过处理的传感器数据。以试图建立集体状态感知，利用5G的低时延，可以使一些关键应用得以落地，比如协同驾驶，车辆编队，甚至远程驾驶，交叉路口的安全，对于不同的应用程序，数据量可能会有不同的差别，但是SSMS可能需要承载大数据量的带宽。这一点在协议中已经明确。
CPE是指collective perception of environment车辆可以在相邻区域交换实时信息，这种信息交换可以实现对车辆网络对周边环境的集体感知。从而避免事故发生。因而在22.886中，对CPE的要求是：
CPE信息交流具有以下特点：
\1. 信息流量至少应包含1600个有效负载字节，以便能够传输与10个检测到的物体相关的信息，以支持来自当地环境感知的信息和与实际车辆状态相关的信息。
\2. 信息应能通过许多其他车辆跟踪环境变化，重复率至少为5-10赫兹。选择的更新率足够高，这样车辆速度矢量在更新之间不会变化太多。每辆车产生的信息必须在规定的范围内（城市50米、农村500米、公路1000米）交付给所有相邻的车辆。
Collective Perception of Environment
**VAD(video data sharing for assisted and improved automated driving)**是一个很神奇的应用。驾驶员的视觉范围在某些道路交通状况下受到阻碍（盲区），例如由前面行驶的卡车。车与车通信的视频数据可以在这些有安全隐患的时候为驾驶员提供时候视频支持。视频数据也可以通过一个有UE功能类型的RSU进行收集和发送。
但共享预处理数据（例如通过自动目标检测提取目标）是不够的，因为驾驶员对操纵的决定取决于他们的驾驶能力和安全偏好（车辆之间的距离、迎面驶来的车辆速度）。
共享高分辨率视频数据更好地支持驾驶员根据安全偏好做出决策。然而，共享低分辨率视频数据是不够的，因为障碍不可见，可能被忽视。此外，在协议中也提出，视频数据压缩需要避免，因为它会导致更高的延迟。
3D video composition for V2X scenario由多个支持在某个区域中移动的V2X UE组成，这些UE可能属于相同PLMN或者不同的PLMN。UE也可能处在不同的蜂窝小区中。
UE 的摄像头负责拍摄视频并将此视频发送到服务器。服务器可以在云端, 也可以位于靠近 UE 连接点的位置, 以启用边缘计算。然后, 服务器将对收到的视频进行处理, 并将信息结合起来, 以便创建一个环境的3D视频。3D视频可用于不同情况下的分析, 例如在汽车比赛中与最终用户共享视频、执法部门评估可能发生的事故等。
UE位置信息, 使服务器能够准确地表示车辆、行人和该区域中任何物体的位置、相对速度和距离。
secure software update for electronic control unit
总而言之，扩展的传感器在5G C-V2X中是一个很有趣的应用，我有一辆顶配小奔，你有一辆低配小菱，我们互换一下信息。低配小菱的我就有了更高级传感器里更全面的信息了，扩展的传感器为自动驾驶的小菱提供了更为有效的感知条件和决策基础。
标签：3GPP,V2X,sidelink,LTE,SL,UE,NR,38.885 来源： https://blog.csdn.net/weixin_34891380/article/details/118669441